Пусть в результате в калориметре установилась температура T0. Очевидно, что вода и калориметр будут нагреваться до T0, а гиря остывать до этой температуры.
Составим уравнение теплового баланса для системы "калориметр-вода-гиря", считая, что обмен энергией с окружающей средой отсутствует (сколько тепла отдала гиря - столько и забрали калориметр с водой) :
mВ*cВ*(T0-TВ) +mК*cК*(T0-TК) =mГ*cГ*(TГ-T0),
где mВ - масса воды, cВ - удельная теплоемкость воды, TВ -начальная температура воды в градусах Кельвина.
mК - масса калориметра, cК - удельная теплоемкость латуни, TК - начальная температура калориметра в градусах Кельвина.
mГ - масса гири, cГ - удельная теплоемкость железа, TГ - начальная температура гири в градусах Кельвина.
Подставив в это уравнение cВ=4200 Дж/кг0С, cК=380 Дж/кг0С, cГ=460 Дж/кг0С, и учитывая, что температура в градусах Кельвина = температуре в градусах Цельсия+273, найдём искомую температуру T0:
для составления уравнения теплового необходимо рассчитать, какое количество теплоты должна дополучить холодная вода в сосуде, чтобы нагреться от температуры 10 градусов до температуры 30 градусов по формуле: q = m • c • δt. массу холодной воды примем за х кг, m = х. удельная теплоёмкость воды с = 4200 дж/(кг • град), изменение температуры δt = 30 – 10; δt = 20 градусов. получаем q = х • 4200 • 20 (дж).
теперь рассчитаем, какое количество теплоты должна отдать доливаемая горячая вода, чтобы нагреть воду в сосуде до температуры 30 градусов по формуле: q = m • c • δt. δt = 30 – 90; δt = - 60 градусов. так как общая масса смешанной воды 100 кг,то массу горячей воды возьмём m = (100 – х) кг. получаем q = (100 – х) • 4200 • (- 60).
составляем уравнение теплового , поскольку отданное и принятое тепло должно быть по модулю равно при отсутствии теплопотерь: х • 4200 • 20 + (100 – х) • 4200 • (– 60) = 0; х = 75 кг – холодной воды; 100 – 75 = 25 (кг) – горячей воды. ответ: смешали 75 кг холодной воды и 25 кг горячей воды
Составим уравнение теплового баланса для системы "калориметр-вода-гиря", считая, что обмен энергией с окружающей средой отсутствует (сколько тепла отдала гиря - столько и забрали калориметр с водой) :
mВ*cВ*(T0-TВ) +mК*cК*(T0-TК) =mГ*cГ*(TГ-T0),
где mВ - масса воды, cВ - удельная теплоемкость воды, TВ -начальная температура воды в градусах Кельвина.
mК - масса калориметра, cК - удельная теплоемкость латуни, TК - начальная температура калориметра в градусах Кельвина.
mГ - масса гири, cГ - удельная теплоемкость железа, TГ - начальная температура гири в градусах Кельвина.
Подставив в это уравнение cВ=4200 Дж/кг0С, cК=380 Дж/кг0С, cГ=460 Дж/кг0С, и учитывая, что температура в градусах Кельвина = температуре в градусах Цельсия+273, найдём искомую температуру T0:
T0=(mГ*cГ*TГ+mВ*cВ*TВ+mК*cК*TК) /(mВ*cВ+mК*cК+mГ*cГ)
T0=(0,5*460*373+0,15*2400*285+0,2*380*285)/(0,5*460+0,15*2400+0,2*380)
Т0=210050/666=315,39 0К = 42,39 0С
для составления уравнения теплового необходимо рассчитать, какое количество теплоты должна дополучить холодная вода в сосуде, чтобы нагреться от температуры 10 градусов до температуры 30 градусов по формуле: q = m • c • δt. массу холодной воды примем за х кг, m = х. удельная теплоёмкость воды с = 4200 дж/(кг • град), изменение температуры δt = 30 – 10; δt = 20 градусов. получаем q = х • 4200 • 20 (дж).
теперь рассчитаем, какое количество теплоты должна отдать доливаемая горячая вода, чтобы нагреть воду в сосуде до температуры 30 градусов по формуле: q = m • c • δt. δt = 30 – 90; δt = - 60 градусов. так как общая масса смешанной воды 100 кг,то массу горячей воды возьмём m = (100 – х) кг. получаем q = (100 – х) • 4200 • (- 60).
составляем уравнение теплового , поскольку отданное и принятое тепло должно быть по модулю равно при отсутствии теплопотерь: х • 4200 • 20 + (100 – х) • 4200 • (– 60) = 0; х = 75 кг – холодной воды; 100 – 75 = 25 (кг) – горячей воды. ответ: смешали 75 кг холодной воды и 25 кг горячей воды
( думаю так )